第八既有线改造.ppt

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1、既有线改建与第二线设计,既有能力加强,国民经济发展 运量逐渐增长 时间价值和时间观念的增强 其它运输方式的竞争,一、提高通过能力的措施,（一）行车组织措施,基本上不增加设备，不改建工程，采用特殊行车方式，通常作为既有线改建前适应运量增长的过渡措施,1、缩短控制站间的运行图周期,编制列车运行图时，使进入控制区间为上坡方向的列车不停车，以提高其行车速度，缩短T。,当技术作业站相邻区间为控制站间时，因技术作业时间较长，增大了运行图周期，可视具体情况采用移动列车运行线的方法。,2、采用特种运行图,不成对运行图,当上、下行行车量不均衡时，可编制不成对运行图使重车方向加开列车，轻车方向多余机车可挂在回程列

2、车上折返。,（列/d）,（列/d）,非自动 闭塞,（列/d）,（列/d）,自动 闭塞,追踪与部分追踪运行图,单线自动闭塞区段，中间站到发线数量较多，能够组织双方向追踪列车在车站上交会和越行时。,两列车追踪运行图通过能力,部分追踪运行图通过能力,减少旅客列车扣除系数,速度相同的同时发车,（二）改换信联闭设备,先进的信联闭设备可缩短车站间隔时间。信联闭设备改造费用低，对正常运营干扰业交土建工程小，这种措施可单独使用也可和其他措施一并进行。,（三）增设车站或线路所,区间能力不均衡条件下，少数控制区间距离较长，若有设站条件，可增设车站，缩短行车时分，提高通过能力。,车站距离不能太短,行车调度困难 交会

3、停站次数增加，区段速度降低，影响运营指标,最短站间距离的确定：,线路所的设置:未安装自动闭塞区段,（四）增建第二线及其过渡措施,措施有效，造价高，考虑分阶段逐期加强。,适应运量增长，节约初期投资，土建工程不会造成废弃。,控制区间不易设站时，可将车站站线向控制区间延长，减少tB。,向控制区间延长站线,两相邻区间都是控制区间，车站站线向两端区间延长， 车站有可能组织不停车交会。,注意要求： 1、保证在出发信号机前能顺利起动，良好的瞭望条件 2、正线道岔应在直线上，采用大号码道岔 3、延长的站线与正线相交处，应设置安全线 4、若两站行车时间相差较多，可将理论会车线向控制区间移动。,修建双插段组织不停

4、车会车,控制区间为持续陡坡地段，增设车站与延长站线困难。 延长站线后单线部分不足3km。 控制区间既限制通过能力又限制牵引重量。,控制站间铺设第二线,适 应 情 况,当运量增长迅速时，全线一次双线往往是合理的。,复线与单线相比：,通过能力34倍 区段速度提高30% 运营费降低20%,增建第二线,二、提高牵引吨数的措施,1、动能闯坡,个别陡而短的坡段，限制牵引质量,根据列车到达坡顶的速度机车计算速度确定牵引吨数,2、补机推送,动能闯坡不行，采用补机推送提高牵引吨数和行车速度,3、组合列车,（一）运输组织措施,两列货车合并运行，在运行图上只占用一条列车运行线，牵引吨数加倍,（二）增大牵引功率的措施

5、,1、加力牵引（双机牵引）,连续几个区间持续陡坡，加力牵引 G 、V,车站到发线有效长相应增加,2、采用大型机车,3、采用电力或内燃机车,（三）减缓最大坡度的措施,五、六十年代，基本采用蒸汽牵引，F小，为提高G，一般 采用落坡改线，造成大量废弃工程。,目前采用增加牵引动力克服坡度来提高G，增建二线时， 可换边作为下坡方向，一般超限坡小于1时可考虑采用落坡改 线。,新线展线 凸型纵断面以隧道代替路堑 凹型纵断面以高架桥代替填方,少量超限坡 的削坡方案,（四）延长到发线有效长度,G Lyx 相关工程较大,1、改移信号机位置，改铺咽喉区道岔和联锁设备； 2、站坪长度延长，路基、挡墙、桥涵的改建； 3

6、、坡度较陡时，展线； 4、咽喉区坡度困难条件下，区段站4，会让、越行、中间站15； 5、区段站、编组站的到发线延长,三、改善运营条件的措施,（一）平纵断面的改善,充分利用原有工程，结合少量改建。,1、曲线半径,力争保留原有Rmin，以免造成大量废弃工程,改建时最小曲线半径不宜限制旅客列车行驶速度,速度不高地段，可采用小于规定的Rmin 。,有必要时改建，保留应有充分依据。,铁路电化 Rmin =300500m,2、复曲线,困难条件下，可保留原有的复曲线,根据相邻两圆曲线曲率差是否大于临界值K，决定是否设 中间缓和曲线。,3、缓和曲线与夹直线,最短缓和曲线应保证超高顺坡3.6f/Vm，2 受线路

7、条件和建筑物限制，同一曲线两端可采用长度不等的 缓和曲线 既有线延长缓和曲线后，中间圆曲线不宜小于20m。 夹直线长度可缩短至20m。,4、纵断面的改善,（1）路肩标高,（2）困难条件，坡段长度可采用200m。,（3）竖曲线,（二）道口的改善,增设、完善道口设施 平交改立交,（三）轨道加强,四、既有线加强的总体设计,根据客货运量增长的特点和既有线条件，作好总体规划， 采取综合措施，充分利用原有设备，确定逐期加强方案，以达 到投资少、能力大、经济效益高的目的。,思路,（一）总体设计的工作内容,总体设计,综合输送能力,线路通过能力 股道数量 有效长 维修能力 解编能力 设备能力 相邻铁路能力,逐期

8、加强能力,协调既有线的综合输送能力：点线协调,拟定逐期加强措施,输送能力与运 量增长相适应,各期加强措施 相互配合，充 分利用既有设 备，不造成新 的废弃工程,（二）总体设计原则,1、加强方式的选择,2、加强规模的拟定原则,3、力争减少施工与运营的相互干扰,运输组织、运输设备、土建工程,首先改善薄弱环节，与运量增长相适应,施工便线、临时线,（三）运量适应图,横轴、纵轴、两组曲线,曲线的交点：该项加强措施能适应运量要求的年度,阴影部分：储备能力,改建时机：应早于铁路输送能力的饱和年度，5年适应期， 避免频繁改造。,线路能力 75%85% 车站到发线能力：80% 解编能力： 85%90%,（四）通

9、过能力图,若各种加强措施的牵引质量不变，可绘制区段通过能力图 来表示各期加强方案的通过能力和需要的通过能力的适应情况,增设车站 控制区间修建双线插入段 局部复线、自动闭塞 全线复线,第二线 分期过 渡措施,五、既有线改建设计,既有线改建的前期工作,根据经济技术资料，研究提高铁路能力的措施，提出分期加强的方案。,经济调查,地质条件改建或绕行方案 第二线边侧选择。,工程地质勘测,平、纵、横断面、地形等各种调查改建方案，平纵断面设计,线路测绘 和调查工作,对桥涵、隧道、路基的设计、使用情况调查,概预算,（一）纵断面改建设计,荷载作用沉陷、变形 维修起道、换碴、枕等，轨面标高变化 站坪纵断面改建 削坡

10、，抬降路基高程 洪水威胁,1、一般原则,既有线标高尽可能不作过大的变动,必须变动轨道标高时宁抬勿降,改建 原因,2、放大纵断面图,既有线纵断面改建设计比新线精确细致，以轨面高程为准，因此采用放大纵断面图,距离1：10000，高程1：100或1：200,3、放大纵断面图设计方法,（1）填写外业勘察资料 （2）求算道床底面标高和计算轨面标高 （3）绘出地面线、既有轨面线、道床底面线、计算轨面线， 并标明建筑物里程 （4）轨面坡度设计 （5）坡段长度、竖曲线设置、标高衔接 （6）计算轨面标高抬降值,4、放大纵断面设计注意问题,桥涵,有碴桥、明桥面桥、涵洞,隧道,很难抬高和降低，一般落道40cm,车站

11、,不宜变动，正线抬降时，可用站线临时通车,路基,不宜破坏原有防护工程,（二）平面改建设计,1、曲线改建,曲线错动 设计标准提高 裁弯取直另修新线,改建原因,2、曲线改建的测设方法,既有线与改建线线间距较大时，采用新线方法测设 既有线拨动,计算拨动量的方法：经常维修和中修：绳正法 大修与改建： 渐深线法,3、平面改建设计要点,力争曲线地段改建工程量小，使曲线半径与缓和曲线长度合理组合，才能尽量减少改建工程。 如曲线上有永久性桥、隧等建筑物，宜使桥隧中线不拨动，困难时应使其拨动量控制在5cm内。 如路基一侧有挡墙、护坡或防护工程，线路应向另一侧拨动，以免破坏既有工程。 在深路堑、高路堤地段，拨动量

12、宜力求减小，以免引起大量土方工程。 如既有线路基顶面宽度不够标准，应向一侧拨动，以免路基两侧加宽。,（三）横断面改建设计,纵断面改建引起轨面上下变动 平面改建引起中心线侧向移动,横断面设计改建类型,改建原因,1、既有中线不移动,抬高轨面标高,降低轨面标高,用道碴抬高轨面标高,1.0m,减薄道碴层厚度 挖切路基,2、移动既有线中线抬降路基,保留一侧路基边坡不改建,在正常通车情况下抬降路基,既有线中线侧移距离计算,（四）平、纵、横断面综合设计,1、设计放大纵断面图时充分考虑建筑物的影响,2、根据抬降量选定横断面设计类型，计算D,3、平面设计在符合标准的前提下，保证横断面必要的D,4、根据纵断面设计

13、的抬降量和平面设计中线的侧移距离， 设计百米标及加标的横断面,5、综合分析，逐步完善,6、改建设计完成后，编制综合性详细纵断面,第二线设计,第二线 设计原则,修建第二线要有充分依据 第二线设计应结合既有线改建 先修第二线，再进行既有线改建,一、第二线纵断面设计,（一）限坡的选择,一般与既有线相同 作为重车方向可减缓,（二）第二线纵断面的设计方法,增建第二线主要解决两线标高问题,1、第二线与既有线并行等高,并行等高概念,节省工程量，增建第二线纵断面设计也在放大纵断面图 上按轨面标高进行,一般情况下，两线轨面设计标高相等。即应采用相同坡度， 坡段长度，竖曲线方式,桥梁高差不大于30cm，道口不大于

14、10cm，易受雪埋地段 不大于15cm,2、并行不等高和第二线绕行,并行不等高概念,第二线绕行概念,缺点：横向排水困难。,适用范围：削减超限坡度、变更限制坡度、桥隧引线地段,并行不等高和第二线绕行纵断面设计应另绘纵断面图，基本 与新线相同，在起终点处注意高程相等。,二、第二线平面设计,（一）并行与绕行地段选择,单绕、双绕,（二）第二线边侧的选择,对既有线建筑物稳定，第二线工程量、施工和运营干扰以及通车后运营工作有重大影响,1、既有线保留超限坡度时，第二线的边侧选择,下坡运行线，上坡运行线,2、主要货流方向对第二线边侧选择的影响,第二线布置在货流大的方向有利,3、车站内第二线的合理边侧,4、区间

15、及桥隧、路基地段的边侧选择,少占农田，尽可能保持原有工程，减少工程量； 以水文条件和基础地质条件来选择桥址，一般设在既有桥梁的下游； 隧道选择在地质条件好、长度短、施工方便的一边； 不良地质，绕避或防治；,陡坡地段，路堤选上方，路堑选下方,路基病害地段，有利于既有线整修，结合第二线整治病害；,（三）第二线的换边,换边地点选择,换边原因,浅路堤 或浅路堑处,纵断面不 抬不降地段,曲线或双 线绕行地段,站外曲线 结合线间距 加宽换边,（四）第二线与既有线线间距离的确定,线间距定义,站间4m，站内5m,线间距加宽： 1、曲线地段 2、桥梁地段 3、隧道地段 4、加宽方法,三、第二线横断面设计,（一）

16、并行等高,（二）并行不等高,在两线坡度不同的地段采用,线间距确定,缺点及排水沟的设置,（三）第二线修建单独路基与新建双线路基,四、第二线平面计算,线间距计算,三角分析法,客运提速,一、概述,提高铁路客运速度是科技发展的必然趋势，也使铁路现代化的主要标志。,（一）我国客运速度的发展动向,1、19491970,28.2km/h42.1km/h,2、19711985,42.1km/h43.9km/h,3、19851994,43.9km/h48.3km/h,4、1994至今,机车、行车组织、摆式列车,铁路的提速进程,1997年4月1日，第一次大面积提速，以沈阳、北京、上海、广州、武汉等大城市为中心，京

17、沪、京广、京哈三大干线全面提速，开行最高时速达140公里，平均旅行时速90公里的40对快速列车和64对夕发朝至列车。 1998年10月1日，铁路第二次大面积提速，京沪、京广、京哈三大干线的提速区段最高时速达到140-160公里，广深线采用摆式列车，最高时速达到200公里，全路旅客列车平均时速上升到5516公里。,2000年10月21日，铁路第三次大面积提速，重点是欧亚大陆桥、陇海、兰新线、京九线和浙赣线。 2001年11月21日，铁路第四次提速，提速范围超过13万公里，基本覆盖全国较大城市和大部分地区。对武昌至成都，京广线南段、京九线、浙赣线、沪杭线和哈大线等进行了大面积的提速。,2004年4

18、月18日，京沪、京广、京哈等干线部分地段线路基础达到时速200公里的要求。直达特快列车在京广、京沪等繁忙干线以160公里/小时速度长距离运行。全路旅客列车平均旅行速度65.7公里/小时，直达特快列车旅行速度129.2公里/小时，特快列车旅行速度92.8公里/小时。,2007年4月18日，全国铁路正式实施第六次大面积提速，时速达到200公里以上，其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达到时速250公里。 这次铁路大提速涉及京哈、京九、京广、京沪、陇海、兰新、浙赣、胶济等主要干线，提速后时速两百公里以上的铁路线超过6000公里，时速160公里以上的铁路线达到14000公里。主要城市间的列车

19、运行时间进一步缩短。其中，京哈线北京到哈尔滨的运行时间为7小时58分，比目前最快的列车缩短2小时32分钟，北京到沈阳运行3小时59分，缩短1小时33分；京沪线北京到上海运行9小时59分，缩短1小时59分，北京到济南运行3小时25分，缩短43分钟，京广线，北京西到郑州，只用4小时52分，缩短50分钟。,（二）提高铁路客运速度是适应运输需求的重要方面,旅行时间缩短的要求 其它运输方式竞争的要求,（三）铁路建设要客货并重,（1）客运所占比重增加,（2）高速铁路和客运专线的修建,（3）主要技术标准拟定的依据,二、既有铁路提速的设计要求,（一）提高客运速度的基本策略,资金、效益,提高曲线的外轨超高,改变

20、线路标准、信联闭设备和道口等,采用摆式列车,（二）提高客运速度要依靠科学技术,一切从科技发展出发,从信号和运输组织入手，尽量少改动土建工程,从机车车辆入手,（三）提高客运速度的技术对策,1、提速与提高通过能力同时,2、分段拟定最高速度,3、以提高旅速为主,4、逐步发展,5、从管理入手，制定激励机制,三、提高客运速度的技术条件,机车车辆性能 工务工程标准 信号设备 对行车密度影响,先决条件 限制因素 保证条件 制约因素,（一）机车车辆性能,1、机车车辆的构造速度,2、机车功率,3、列车制动装置,V=120km/h S=800m V=140km/h S=1100m V=160km/h S=1400

21、m,4、列车动力学性能,安全性脱轨系数和轮重减载率,平稳性,（二）线路工程,1、线路平面,（1）曲线限速,保证货物列车以较低速度通过时，不致引起内侧钢轨的严重磨耗,（2）缓和曲线长度,外轨超高顺坡不致使车轮脱轨 超高时变率不致影响旅客舒适度 欠超高时变率不致影响旅客舒适度,（3）圆曲线和夹直线长度,V=80km/h 3050m V=100km/h 4060m V=120km/h 5080m V=140km/h 70110m,2、线路纵断面,根据纵断面情况拟定列车速度和曲线半径标准,3、线路条件,轨道结构 道岔 平交道口 路基整治 桥梁的检修和加固,（三）信号装置,（四）客运提速对货运通过能力的影响,提高客运速度应争取同时提高货运速度，速度比0.6为宜,（五）提速的配套措施,